有机废气的联合处理装置及处理方法
【专利摘要】有机废气的联合处理装置，采取对有机废气进行除油+光电+吸附过滤联合处理，在光电设备之前设置除油装置，光电设备之后设置吸附装置；除油装置选自：活性炭纤维过滤网、不锈钢丝除沫器和/或旋流净化器；光电设备的微波发生器产生微波场，激发无极灯，产生紫外线光解氧气和纳米光触媒+有机废气净化催化剂，产生臭氧，快速氧化有机废气；吸附过滤装置吸附过滤有机废气，净气达标排放，饱和的吸附材料焚烧处理。有机废气进入该装置后，经除油、光解氧化裂变和吸附过滤处理，最后从排气口出来的气体达到排放标准。本发明还包括利用有机废气的联合处理装置对有机废气进行除油+光电+吸附过滤联合处理的方法。
【专利说明】有机废气的联合处理装置及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废气治理【技术领域】，具体涉及一种有机废气联合处理装置及处理方法。
技术背景
[0002]有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。在有机废气处理时普遍采用的是有机废气活性炭吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。目前我国对有机废气的治理用得最多的就是活性炭固定床吸附+催化燃烧处理系统。该系统是将活性炭装填在固定床中，再将吸附床与催化燃烧装置组合成净化处理系统。
[0003]但是这种系统存在一个缺陷，就是采用的活性炭作吸附剂其再生脱附温度一般都控制在140°C以下，这样的温度对于沸点在140°C以上的有机废气则难以脱附。而当活性炭吸附了这类气体后，在140°C以上进行脱附炭层又很容易发生阴燃。其次，活性炭脱附实际就是将原来吸附在活性炭微孔里的VOCs重新释放出来，没有达到根除的目的。
[0004]该系统将吸附放在前端，形成很大阻力，影响处理效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种有机废气的联合处理装置。
[0006]该处理装置采取对有机废气进行除油+光电+吸附过滤联合处理，包括除油装置、光电设备和吸附过滤装置，其在光电设备之前设置除油装置，光电设备之后设置吸附过滤装置，光电设备与吸附过滤装置通过管道衔接。
除油装置选自:活性炭纤维过滤网、不锈钢丝除沫器和/或旋流净化器；优选采用旋流净化器。旋流净化器的工作原理是废气由切向入口送入，在净化器内高速旋转产生离心力场，在离心力作用下密度大的相或颗粒发生离心沉降，迁移到四周，沿着壁面向下移动，最后作为底流从下部排出；而密度小的相或颗粒则向中间迁移，并沿着轴线向上运动，最后作为溢流从上部排出。这样就完成了具有密度差的相或颗粒的分离。有机废气中的油与气体存在很大的密度差，所以旋流净化器可以很好地分离有机废气中的油，获得良好的除油效果。
[0007]光电设备内设置微波发生器、温控器、无极灯、纳米光触媒+有机废气净化催化齐IJ，纳米光触媒+有机废气净化催化剂设置于无极灯可以照射到的位置，温控器连接微波发生器，无极灯位于微波发生器产生的微波场可达的范围内；微波发生器产生微波场，激发无极灯，无极灯产生高强紫外线，光解氧气产生臭氧，臭氧快速氧化金属性较强的有机污染物；
吸附过滤装置含吸附材料及过滤器总成，过滤器总成由过滤仓与其内部的过滤器结合而成，过滤器外表设置过滤膜，过滤膜外表附着吸附材料，过滤膜外的过滤仓空间通过阀门分别连接进料装置、卸料装置和光电设备之后的进气装置，过滤器内腔连接净气收集管，进料装置的吸料管连接加料斗，卸料装置连接排灰口，净气收集管连接净气排放管。
[0008]本发明中，过滤膜材质为PTFE (聚四氟乙烯)或含有PTFE的复合层材料；从简单易得成本低廉考虑，过滤膜材质优选里层PTFE+外层PE (聚乙烯)的复合层。
[0009]为了增加吸附材料的附着面积及稳定性，过滤器及其外表的过滤膜一起成上下曲折的折面(立面波浪形)。
[0010]吸附材料可选用如褐煤、活性炭、活性焦碳、沸石等吸附能力较强的材料，可以单独使用也可以混合使用。综合考虑效果和使用成本，吸附材料选用褐煤为最佳。
[0011]本发明的另一目的是提供利用有机废气的联合处理装置对有机废气进行除油+光电+吸附过滤联合处理的方法。
[0012]该方法主要包含下述步骤，
1)负压法将加料斗中的吸附材料经过吸料管进入过滤仓并附着于过滤膜外表面；
2)有机废气进入管道后，先经过旋流净化器进行除油处理；
3)再经过光电设备光解氧化裂变；
4)然后经吸附过滤装置吸附过滤；
5)处理后的气体成为净气，由净气收集管收集后最后经净气排放管排放；
6)吸附材料吸附浓度达到饱和后，用压缩空气反吹的方式抖落于卸料装置中，然后通过排灰口排出机体；
7 )焚烧处理排出的吸附材料。
[0013]其中，步骤3)光解时间I?18s，以2?5s为佳；步骤4)的工作温度为20?500C ;步骤7)的焚烧温度为500?2000°C。
[0014]有机废气经收集后进入风管，依次进入除油装置、光电设备、吸附过滤装置，经光解氧化裂变和吸附过滤处理，最后从吸附过滤装置净气排放管的排气口出来的气体达到排放标准。同时，吸附过滤装置内的活性吸附材料不断接触废气，吸附浓度越来越高，最后达到饱和状态的吸附材料排出机体，焚烧处理。
[0015]本发明中，有机废气光解氧化裂变技术是采用微波场激发无极灯，产生高强紫外线(当前工业WO3紫外灯中剂量和能量最大的紫外线)，迅速裂解硫化氢、氨气等键能小于880kJ/mol的分子键,光解时间大于Is (I?18s, —般为2?5s,时间越长越好)；无极灯紫外线光解氧气产生臭氧(活氧03)，臭氧能快速氧化金属性较强的污染物，使之生成无臭物质。光电设备中的微波发生器带有温控器，温控器调节微波发生器工作温度为15°C?38°C。当微波发生器工作温度小于15°C时，启动温控装置的加热系统，当微波发生器工作温度高于38°C时，启动温控装置的冷却系统。
[0016]纳米光触媒的离子在太阳光或其他光源光线照射下受激生成电子空穴对，两者与水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基，空穴分解催化剂(指有机废气净化催化剂，下同)表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原作用，将催化剂表面的各种污染物摧毁。活性氧、氢氧自由基能将大部分有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的二氧化碳和水。
[0017]本发明除油装置可采用旋流净化器和/或金属过滤网和/或活性炭纤维材料/或其他过滤用制品进行除油及初步除尘处理。但本发明证明采用旋流净化器具有除油效果好，自洁好等多方面的优势。[0018]本发明采用褐煤、活性焦碳和/或沸石等作为吸附材料对光解氧化裂变后的废气进行吸附过滤处理。但本发明证明采用褐煤具有多方面的优势。褐煤具有较多的微孔和较大的比表面积，且表面具有很多羟基、羧基等活性基团，能将多种气体中极性和非极性的离子和分子吸附，其次通过过滤将细小的吸附剂滤除，排出洁净气体。当吸附剂达到饱和状态后，用压缩空气振动清灰，使之抖落至灰斗中，运至锅炉房燃烧，使有害气体变成CO2和h2o。当褐煤工作温度≤50°c时，其吸附效果较佳。本发明使用粒径处于0.1~0.8mm的任意粒度的褐煤。褐煤价位低，运行成本低，吸附效果好，褐煤及废气燃烧后变为水和CO2,无二次污染。已有技术的吸附材料采用活性炭，价位贵，再生工艺难控制，脱附再生过程中，废气出来，会造成二次污染。
[0019]吸附过滤仓结构是吸附装置的关键技术。其中，过滤面积决定了整台装置的处理能力。过滤面积根据产能及各过滤仓尺寸而定。过滤器及其外表的过滤膜一起成上下折曲的折面，以利于吸附材料的附着，其附着的吸附材料量根据产能及过滤面积而定。
[0020]在吸附过滤处理装置中吸附材料输送也很重要。吸附材料喷洒动作启动时，关闭进气装置，关闭卸料装置，开启主风机，通过在过滤器内腔形成负压，将吸附材料吸附在过滤器外表面。
[0021]本发明的吸附过滤处理装置经过一段时间吸附工作，过滤器进、出口处的压差超过设定的数值时，吸附材料基本达到饱和，需要更换吸附材料。此时，先关进气装置，关闭卸料装置和吸附材料进料装置的吸料管，采用压缩空气进行反吹清洁，将吸附在过滤器过滤膜外表面附着的的吸附材料抖落到过滤仓的下部，打开卸料装置，吸附材料通过螺旋输送机送到排灰口，装入吸附材料收集袋，再运至指定处焚烧或作其他处理，如用作锅炉燃料。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1本发明的有机废气的除油+光电+吸附过滤联合处理装置示意图；
图2吸附过滤装置结构俯视示意图；
图3过滤器折面I的放大示意图；
图4本发明的有机废气联合处理的方法流程简图。
【具体实施方式】
[0023]见图1。
[0024]有机废气的除油+光电+吸附过滤联合处理装置，包括除油装置1、光电设备2和吸附过滤装置3，其在光电设备2之前设置除油装置1，光电设备2之后设置吸附过滤装置3，光电设备2与吸附过滤装置3通过管道衔接；
除油装置I采用旋流净化器。
[0025]光电设备2内设置微波发生器9、温控器10、无极灯8、纳米光触媒+有机废气净化催化剂7，纳米光触媒+有机废气净化催化剂7设置于无极灯8可以照射到的位置，温控器10连接微波发生器9,无极灯8位于微波发生器9产生的微波场可达的范围内，微波发生器9产生的微波场激发无极灯8 ；
吸附过滤装置3的过滤器总成14由过滤仓与其内部的过滤器结合而成，过滤器外表设置过滤膜，过滤膜外表附着吸附材料，过滤膜外的过滤仓空间分别通过阀门连接吸料管17、卸料装置13和光电设备2之后的进气装置16的进气阀门15，过滤器内腔连接净气收集管11，吸料管17连接加料斗20，卸料装置13连接排灰口 12，净气收集管11通过风机连接净气排放管19。净气排放管设置取样口 18，便于对净化后的气体取样检测。风机电机21连接于设置在净气收集管11与净气排放管19之间的主风机。排灰螺旋机22置于卸料装置13下的管道内，通过螺旋作用将卸下的吸附材料推向排灰口。
[0026]过滤膜选用里层为PTEE外层为PE的复合层。
[0027]过滤器及其外表的过滤膜一起成上下曲折的折面，如图3。
[0028]吸附材料选用褐煤。褐煤粒径范围为0.4?0.8mm。
[0029]利用有机废气的联合处理装置对有机废气进行除油+光电+吸附过滤联合处理的步骤(如图4):
1)负压法将加料斗20中的吸附材料经过吸料管17进入过滤仓并附着于过滤膜外表；
2)有机废气进入管道后，先经过除油装置I进行除油处理；
3)再经过光电设备2光解氧化裂变；
4)然后经进气装置16的进气阀门15进入吸附过滤装置吸附过滤器总成14过滤；
5)处理后的气体成为净气，由净气收集管11收集后最后经净气排放管19排放；
6)吸附材料吸附浓度达到饱和后，用压缩空气反吹的方式抖落于卸料装置13中，然后通过排灰口 12排出机体；
7)采用锅炉燃烧处理排出的吸附材料。
[0030]其中，步骤3)光解时间5s，温控器调节微波发生器工作温度为25°C。步骤4)的工作温度为30°C。步骤7)的焚烧温度为锅炉炉膛燃烧温度。
[0031]在废气光解氧化裂变步骤(步骤3))，有机废气净化催化剂采用KMK系列有机废气净化催化剂。
【权利要求】
1.有机废气的联合处理装置，包括除油装置、光电设备和吸附过滤装置，其特征在于:光电设备之前的管道中设置除油装置，光电设备之后设置吸附过滤装置，除油装置、光电设备与吸附过滤装置之间都是通过管道衔接； 光电设备内设置微波发生器、温控器、无极灯、纳米光触媒+有机废气净化催化剂，纳米光触媒+有机废气净化催化剂设置于无极灯可以照射到的位置，温控器连接微波发生器，无极灯位于微波发生器产生的微波场可达的范围内； 除油装置选自:活性炭纤维过滤网、不锈钢丝除沫器和/或旋流净化器； 吸附过滤装置含吸附材料及过滤器总成，过滤器总成由过滤仓与其内部的过滤器结合而成，过滤器外表设置过滤膜，过滤膜外表附着吸附材料，过滤膜外的过滤仓空间通过阀门分别连接进料装置、卸料装置和进气装置，过滤器内腔连接净气收集管，进料装置的吸料管连接加料斗，卸料装置连接排灰口，净气收集管连接净气排放管。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于:除油装置采用旋流净化器。
3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于:过滤膜选用PTEE或含有PTEE的复合层材料。
4.根据权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于:过滤膜选用里层为PTEE外层为PE的复合层。
5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于:过滤器及其外表的过滤膜一起成上下曲折的折面。
6.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于:吸附材料选自褐煤、活性焦碳和/或沸石。
7.根据权利要求1或6所述的处理装置，其特征在于:吸附材料选用粒径处于0.1?0.8mm的任意粒度的褐煤。
8.利用权利要求1?7任一项的处理装置对有机废气进行联合处理的方法，其特征在于:主要包含下述步骤， 1)负压法将加料斗中的吸附材料经过吸料管进入过滤仓并附着于过滤膜外表； 2)有机废气进入管道后，先经过除油装置净化； 3)再经过光电设备光解氧化裂变； 4)然后经吸附过滤装置吸附过滤； 5)处理后的气体成为净气，由净气收集管收集后最后经净气排放管排放； 6)吸附材料吸附浓度达到饱和后，用压缩空气反吹的方式抖落于卸料装置中，然后通过排灰口排出机体； 7 )焚烧处理排出的吸附材料。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于:步骤3)光解时间I?18s，温控器调节微波发生器工作温度为15°C?38°C。
10.根据权利8或9所述的处理方法，其特征在于:步骤3)光解时间2?5s，温控器调节微波发生器工作温度为20°C?30°C。
11.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于:步骤4)的工作温度为20?50°C。
12.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于:步骤7)的焚烧温度为500?2000。。。
【文档编号】B01D53/00GK103611418SQ201310605062
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】窦冬阳, 顾兴元, 侯淳, 李智, 张清宇 申请人:中国化学工业桂林工程有限公司